Lumen 1/2016 TEEMA-ARTIKKELI

Lapin lumi- ja jäärakentamisen tulevaisuuden suuntaviivoja Kai Ryynänen, lehtori, tutkimusryhmän vetäjä, DI, Rakennus- ja yhdyskuntatekniikan koulutus

/ ACE-tutkimusryhmä, Lapin ammattikorkeakoulu

Lumi- ja jäärakentamisen nykytila

Suomessa on toteutettu ammattimaisesti lumi- ja jäärakennelmia yli kahden vuosikymmenen

ajan. Nämä rakennelmat ovat pääosin tehty matkailurakentamisen ja taidetapahtumien

tarpeisiin.

Lumi- ja jääalan toimijoita Suomessa on muutamia. Varsinaiset lumi- ja jäärakentamista

harjoittavat yritykset ovat keskittyneet muutamaan isoon kohteeseen. Toimijat, yleensä

muutaman työntekijän yritykset ovat itse kehittäneet omia rakennusmenetelmiään joko yksin

tai muilta kopioimalla. Systemaattista ja ammattimaista tutkimusta on tehty Rovaniemen

ammattikorkeakoulussa ja nyttemmin Lapin ammattikorkeakoulussa (Lapin AMK) vuosien

ajan. Tutkimusta on tehty yhdessä alan yritysten sekä Lapin yliopiston kanssa. Lapin AMK on

jatkanut Oulun yliopistossa aloitettua lumi- ja jäärakentamisen teknistä kehittämistä. Lapin

AMKin rooli onkin vahvasti alan teknisessä tutkimuksessa ja kehittämisessä. Kehittämisen

ytimessä ja painopisteenä on turvallinen rakentaminen ja käyttö. Lapin yliopiston näkökulma

on taiteen ja sisällön sekä talven kulttuurin tuominen osaksi lumi- ja jäärakentamista.

Vuosien aikana alaan liittyvää tutkimusta on tehty useissa eri tutkimushankkeissa ja -

projekteissa. Lapin AMK on kehittänyt hankkeissa rakentamismenetelmiä ja rakentamiseen

liittyvää ohjeistusta. Ammattikorkeakoulun toimesta on julkaistu alan uusimmat voimassa

olevat suunnittelu- ja rakentamisohjeet. Ohjeet laadittiin rakentamista ja käyttöä valvovien

viranomaisten, tilaajien sekä varsinaisten rakentajienkin käyttöön. Ohjeet on käännetty osittain

myös englanniksi.

Lumi- ja jäärakennusala on kehittynyt nykymuotoonsa viimeisen kahden kymmenen vuoden

aikana. Alalle on tullut uusia rakentamisen menetelmiä, kuten esimerkiksi ilmalla täytettävät

ns. ilmanpainemuotit. Lisäksi on kehitetty uusia materiaaliyhdistelmiä kuten sohjo sekä veden

avulla jäädyttämällä tehtävät rakenteet. Kolmikerrosrakenteen käyttöönotto on mahdollistanut

uusien muotojen käyttämisen rakenteissa. Esimerkkinä voidaan mainita ellipsinmuotoinen

kaarirakenne.

Kuva 1. Muodonmuutoskuvio ellipsin muotoisessa rakenteessa. (Kai Ryynäsen arkistot).

Muussa tekniikassa esimerkiksi LED-valojen kehittyminen on avannut uusia valaistuksen

mahdollisuuksia lumi- ja jäärakentamisessa. LED-tekniikan avulla on voitu vähentää mm.

valaistuksen sulattavaa vaikutusta rakenteissa. Lisäksi on voitu kehittää aivan uusia

valaistuksen muotoja.

Lumi- ja jäärakennusala kuitenkin näyttää jääneen osittain paikalleen ja suuret lumi- ja

jääkohteet ovat alkaneet toistaa itseään vuosittain sisällöltään samantapaisena. Alalle on tullut

tarve kehittää jotain uutta, jolla ala saadaan uudistumaan ja kehittymään eteenpäin. Vuosina

2011- 2013 käynnissä olleessa Lapland Snow Design hankkeessa Lapin yliopisto ja Lapin

AMK jatkoivat alan kehittämistyötä yhdessä yritysten kanssa. Hankkeessa lumi- ja

jäärakennusyritykset sekä valaisuun erikoistunut yritys kehittivät uusia toimintakonsepteja.

Näitä olivat mm. erilaiset tapahtumapilotit, joissa hyödynnettiin lunta ja jäätä urbaanissa

ympäristössä. Hankkeen aikana selvitettiin yritysten kanssa potentiaalisia kansainvälisiä

markkinoita. Lapland Snow Design hankkeen aikana luotiin Lapin AMKin virtuaalilaboratorio

PLabin toimesta lumi- ja jäärakentamisen suunnitteluun tietokoneapplikaatio, jolla voidaan

tehdä suunnittelua mukana olleiden yritysten käytössä olevien muotojen avulla. Tämä

applikaatio on ainoa maailmassa, joka on tehty ainoastaan lumi- ja jäärakentamisen

suunnitteluun.

Uutta lumi- ja jääosaamista kehittämässä

Vuoden 2015 aikana saatiin rahoitus Lumi arktisena resurssina hankkeelle lumi- ja

jäärakennusalan tulevaisuuden kehittämiseksi. Tässä hankkeessa laaditaan Lapin lumi- ja

jäärakentamisen tutkimuksen ja kehittämisen strateginen etenemissuunnitelma, roadmap,

vuosille 2016—2025. Tavoitteena on tehdä suunnitelma lumi- ja jäärakentamisen uuden

sukupolven tuotteiden kehittämiselle ja kansainväliselle yhteistyölle talvi- ja kylmäteknologian

T&K-toiminnassa. Hanke on suunniteltu yhteistyössä Lapin yliopiston ja Lapin AMKin

kesken. Lapin yliopiston taiteiden tiedekunta on hankkeen varsinainen toimija.

Hankkeessa on selvitetty mikä on alan nykytila Suomessa, pohjoismaissa sekä ulkomailla

erityisesti Japanissa. Japaniin kohdistettiin selvitystyötä, koska siellä on useita lunta ja jäätä

hyödyntäviä kohteita ja tapahtumia. Hankkeen aikana tehtiin benchmarkkaus matka Japanin

Hokkaidon saarelle, jonka aikana käytiin paikan päällä merkittävimmissä lumi- ja

jäärakennuskohteissa. Tavoitteena oli selvittää toimintakonseptit, käytetyt

rakentamismenetelmät ja materiaalit.

Japanissa vierailtiin liki kymmenessä eri kohteessa. Näitä olivat mm. Sapporon lumifestivaalit,

jotka järjestettiin 67. kerran vuonna 2016. Tämä festivaali on alan suurin ja kokoaa alan

toimijoita ympäri maailmaa.

Kuva 2. Näkymä Sapporon lumifestivaalilta, Kai Ryynänen

Kuva 3. Sapporon lumifestivaalien jääteoksia, Kai Ryynänen

Japanissa on muutama erittäin kiinnostava lumi- ja jääkohde, joista voi löytyä

yhteistyömahdollisuuksia suomalaisille yrityksille. Näitä on esimerkiksi Ice Hotel XX, jossa

toimijat haluavat yhteistyötä muiden toimijoiden kanssa. Ice Hotelin toimijoita kiinnostavat

suomalaiset lumi- ja jäärakennusohjeet ja alaan liittyvä koulutus.

Kuva 4. Ice Hotel Tobetsussa, Kai Ryynänen.

Käytössä olevat lumi- ja jäärakentamisen ohjeet ovat myös kansainvälisesti ainutlaatuiset.

Ruotsalaisten toimijoiden kanssa on keskusteltu ohjeiden kehittämisestä Ruotsin tarpeisiin.

Tavoitteena on lanseerata yhteispohjoismaiset ohjeistukset ja säädökset entistä turvallisempien

lumirakenteiden toteuttamiselle. Yhteisillä viranomaiskäytännöillä voidaan luoda edellytykset

laajamittaisille yhteispohjoismaisille projekteille ja lumiosaamisen viennille.

Myös Japanilaisten toimijoiden kanssa on alustavasti keskusteltu mahdollisuudesta viedä

suomalaiset ohjeet näihin maihin. Ohjeiden kehittäminen ulkomaisiin tarpeisiin edesauttaa

suomalaisen lumi- ja jääosaamisen vientiä ja on osana avaamassa suomalaisille yrityksille

markkinoita.

Toimia tarvitaan myös uusien rakentamismenetelmien ja materiaalien kehittämiseksi.

Tulevaisuuden muottikaluston kehittämiseen tulee panostaa ja pyrkiä vähitellen eroon

raskaista, kalliista ja rakennusten muotoa rajoittavista menetelmistä ja siirtyä käyttämään

joustavampia, kevyempiä ja helposti liikuteltavia muotteja.

Lumirakenteiden turvalliseen käyttöön tulee myös kehittää luotettavia ja helppoja

seurantamenetelmiä ja -laitteistoja. Näitä ovat langattomat muodonmuutosta ja materiaalin

ominaisuuksia mittaavat anturit. Tutkimuksen avulla tulee selvittää mitkä parametrit ovat

oleellisia rakenteiden seurannassa. Tarvitaan perusteellista lumen ja jään fysiikan tutkimusta,

jonka avulla selvitetään mitä asioita pitäisi ottaa huomioon lumi- ja jäärakenteiden

mittaamisessa. Tässä voi korostua esimerkiksi Japanilaisten tutkimuslaitosten lumen fysiikan

tutkimus.

Kuva 5. Lumikiteen tutkimusvälineistöä kylmätiloissa Japanissa, Kai Ryynänen.

Tutkimuksella voidaan kehittää lumi- ja jäärakentamiseen uusia tyyppirakenteita, jotka

sisältävät sekä materiaalit että menetelmät. Tavoitteena on eri materiaalien yhdistelmiä

vahvempien ja stabiilimpien lumirakenteiden toteuttamiseksi. Olisi tutkittava esimerkiksi 3D-

tulostuksen mahdollisuudet lumirakentamisessa. Myös lumen ja jään tuottaminen haastavissa

olosuhteissa on keskeisiä tulevaisuuden TKI alueita lumi- ja jäärakentamisessa.

Lumi- ja jäärakentamisen TKI-toiminnan tavoitteena on laadukkaampien, innovatiivisten,

ympäristöystävällisempien ja kustannustehokkaampien lumi- ja jäärakennustuotteiden

kehittäminen. Uuden sukupolven lumi- ja jäärakennelmien toteuttaminen tulee olla mahdollista

myös haastavissa olosuhteissa Pohjois-Suomen ulkopuolella kuten Keski-Euroopassa.

Toiminnan tulee myös voida olla ympärivuotista.

Lumi- ja jääkehittämisen roadmapissa tullaan esittämään lähivuosina toteutettavia

kehittämishankkeita. Kehittämistoimia kohdistetaan sekä teknisiin asioihin että koulutukseen.

Hankkeista osa tullaan toteuttamaan kansallisina suomalaisten yritysten ja tutkimuslaitosten

kanssa. Kansainväliset monikansalliset alan kehittämishankkeet ovat strategisen kehittämisen

keskiössä.

Lumi arktisena resurssina hankkeessa tehtävä roadmap tullaan julkaisemaan huhtikuun 2016

lopussa hankkeen päättyessä.

Asiasanat: lumirakentaminen, arktinen tutkimus, roadmap, rakentaminen